全稳压供电的2A3单端

linpei

早就看到《电子管放大器》作者Morgan Jones在书中第374页写到：“如果使用HT稳压电路，单端功放就可以获得更佳的低音效果。”退休在家闲着没事找事，把10年前DIY的2A3/300B通用单端改为全稳压供电的2A3单端，不再兼容300B，另做了台全稳压供电牛推300B3单端，将会另贴介绍。

放大电路图采用放大系数为50的安普雷斯金脚5842组成β跟随器一级放大后，直接推动2A3。理论上计算，输入信号电压0.707Vrms（2Vp-p）时，一级β跟随器放大可以输出推动电压35Vrms（99Vp-p），推动2A3满功率输出。外观保持原样，加了几个电解电容。放大电路和电源电路图及从30Hz到20KHz输出频率响应照片见文字下面。

为了降低底噪，除了按照线圈绕线（不是铁芯）互相垂直的方向安装电源变压器和输出变压器以外，还要用橡胶垫将它们都距机箱底板垫高10mm安装，以避免通过铁底板产生电磁感应噪声，同时减少机震。尤其要将输出变压器屏蔽罩良好接机箱的地。由于灯丝稳压IC发热量很大，必须良好散热，所以固定的机箱上，利用铁机箱作为散热片。必须要处理好灯丝稳压IC与铁机箱之间的绝缘。一点接地的接地点设在第一级放大管输入端，所有地线汇集到此点接机箱的地。为了减少布线的分布电容和分布电感，所有布线都不做绑扎，内部布线显得乱些。

设计制作了两级电子滤波的β跟随器灯丝电位抬高电路。由于β跟随器上管的阴极电位有142V，所以第一级滤波器输出165V电压至上管灯丝中点，把上管灯丝电位相对阴极抬高约23V；第二级滤波器输出38V电压至β跟随器下管灯丝中点，把下管灯丝电位相对阴极抬高约38V。灯丝电位抬高以后，不仅使上管灯丝与阴极间的电压在安全耐压范围以内，而且使灯丝电位高于阴极电位，关闭了阴极与灯丝之间的等效二极管效应，可以进一步减少噪声。灯丝电位抬高电路的输入电源正端（300V）和负端（0V）都接自HT高压稳压电源，尤其注意其0V绝对不能和灯丝稳压电源的0V接在一起，否则就不能正常工作。5842/6C16的灯丝都不接地，全浮空工作，一旦接地，灯丝电位抬高电路就不能正常工作。

除了第一级（β跟随器）的HT电源调试费了些周折以外，其他电源都是一次成功。原设计采用10H/240Ω扼流圈达到交流输入电压0.9倍的整流输出，并且利用其240Ω内阻及第二级RC滤波器中的1.5KΩ电阻，使保护LM317的稳压管前的电压控制在330V～340V。然而扼流圈的安装位置正好位于输出变压器的底部，且只能卧装，其线圈绕行方向与输出变压器平行，于是电磁感应出较大的机械嗡嗡声，只好换成5H/60Ω扼流圈。虽然电磁感应没有了，但经计算其最小负载电流是100mA，然而第一级只有30mA，所以整流输出电压远高于0.9倍的交流输入电压。另一方面，受原机箱限制，单独的灯丝和负偏压变压器·功率不够大，只好用原电源变压器的6.3V+2.5V绕组串联供第一级（β跟随器）5842/6C16灯丝稳压器，所以高压通电时，第一级无电流，电压瞬时升到430V，威胁稳压电源的安全，于是增加了输入降压电阻，但也只能降到405V左右，又加了7只1Z47串联的330V稳压电路，才控制输入输出压差在30V。此稳压管是从上世纪90年原装进口日本光洋SU-6  PLC中拆下来的，工业级的，性能很好，非常稳定，又有220μF/450V电容滤波，没有增加一点噪声。

尤其重视负栅压稳压电源的器件选择，要稳定可靠。采用1992年在上海兴谊电讯电器商店购买的美国标准器件公司LINFAD出品的LT337，当时售价88元/块。原装进口LT337具有更准的基准电压、更高的交流抑制比和更好的温度特性。LT337的保护稳压管采用有温度补偿的2CW7C。调试通电至今3个月了，电压始终是-45V，纹丝不变。另外加了负栅压显示灯，以便随时观察负栅压，异常时及时关断高压。负栅压显示灯数值比实际值偏高1V左右，且有0.1～0.2V的漂移。

虽然稳压电源采用LC滤波+RC滤波相结合的电路，甚至第一级HT稳压电路还是RLC+RC滤波电路，似乎看起来电源内阻会有好几KΩ这么高，但是HT稳压电路的最终内阻取决于末端LM317集成稳压器的输出电阻，根据LM317和LT337资料手册上给出的输出电阻指标： 0.01Ω（30hz）～0.001Ω（1Khz），所以各稳压电源的内阻就是这么低。再加上采用500H栅极电感（内阻5K）和固定栅偏压，所以感到低音确实更好了，量感很足且富有弹性，尤其动态很大。尽管输出功率只有1.7W，但突如其来的音乐高峰有爆棚的感觉，所以只好把CD机和调谐器的线路输出电平都至少调低50%以上。高频方波响应的平直段存在少量波动，下降沿存在少许畸变，可能与输出变压器的体积较大（114×70铁芯），分布电感较大有关。全稳压供电牛推300B3单端的输出牛体积较小，高频方波响应就很好，没有畸变，但低频方波响应就差些。音频放大器要同时兼顾高低频的方波响应都好，还是不太容易的。

没有专门用于测量交流毫伏值的交流毫伏表（例如电子管毫伏表），仅有的最好数字万用表FLUKE 79也只有直流毫伏档，没有交流毫伏档，只好用它的普通交流档测量各稳压电源输出端残留的交流纹波。把数字万用表放在功放和人体旁读出的数值与放在远离功放和人体1.3m处读出的数值有很大差异，所以采用万用表受感应干扰小时读出的数值，都是0.25mv以下，其中负偏压稳压电源交流纹波最小，是0.12mv（120μV），可能与采用了价格很贵的LT337有关。

输入短路或接德国REOVX B225 CD机时，音量开到最大，把FLUKE 79放在功放上（紧靠电源牛和输出牛及扼流圈），在扬声器输出端子上量到的底噪：左声道1.5mv，右声道1.2mv，如测量点与万用表同框的照片所示；将FLUKE 79放在距离功放和人体1.3m处，读出数值减少了10倍，是0.15mv和0.12mv。根据后者算出的信噪比是20log(5100/0.15)=90.6db和20log(5100/0.12)=92.5db。但是这种测量数值和计算对用耳朵收货的听者来说并不是最重要的，最重要的是：把耳朵紧贴在音箱的扬声器上也听不到一点噪声，开机就和没开机一样。由于使用的是1992年购买的曙光第一代2A3，实际使用超过25年时间，静态电流都只有35mA～40mA，所以不可能达到新管3.5W的功率输出。当输入2Vp-p，输出功率1.7W时，正弦波下半周刚稍微有点圆顶出现。

与卧室里的日本原装进口YAMAHA PC1002晶体管专业功放的底噪进行了对比。输入短路时（不能接美国DYNA FM-3电子管调谐器），音量开到最大，FLUKE 79没有直接放在功放上，而是放在未通电的美国DYNA FM-3上，在扬声器输出端子上测出的底噪是11.5mv和14.9mv；将FLUKE 79放在1.3米处的床上，测值同样减小10倍。耳朵紧贴喇叭同样也听不到一点噪声，和没开机一样。YAMAHA PC1002的信噪比指标是大于100db（105db和110db）。

为了避免电子管密勒效应对音频频率响应的衰减，全部采用了可以在音源端调整输出电平的CD机和调谐器，如德国REVOX -B225、美国麦景图MR-65B、美国DYNA FM-3、日本建伍KT-1100SD、中国德生S-8800，而把功放的音量电位器始终置于最大位置，即输入信号直接进入第一级β跟随器下管的栅极。








补充内容 (2024-2-15 18:14):
信噪比计算应为：20log(3750/0.12)=90db，20log(3750/0.15)=88db。

补充内容 (2024-2-16 06:36):
对YAMAHA PC1002晶体管专业功放的验证：100W、8欧对应的输出信号电压是28Vrms，噪声电压1.15mVrms和1.49mVrms，20log(28000/1.15)=88db，20log(28000/1.49)=85db，唯一的可能是FLUKE 79测出的底噪比实际偏高。

q1688

老哥画的电路图比实做的机还用心，牛

FU811A

2A3 底噪1.2mv 有点大了。
用交流点灯都比1.2mV小。

Ooh

高压 256V 纹波电压 3.5mV 祗是一般 C-L-C 滤波的水平。
高压 300V 纹波电压 3.6mV 就不同了，它是供电前级管，一般从高压降压供电前级管的 C-L-C-R-C 滤波，
这里是数 10μV 的水平。

xsdf66

楼主2A3单端电路技术优化的实践值得学习参考，期待“全稳压供电牛推300B3单端”介绍

车梁木

老师做的很认真，可2a3不用这样伺候它当然你的箱子灵敏度100db以上，灯丝还是要稳压的。

chen13004321

车梁木 发表于 2024-2-18 15:59
老师做的很认真，可2a3不用这样伺候它当然你的箱子灵敏度100db以上，灯丝还是要稳压的。

请问：2A3单端，能不能推好96dB的箱子

老爷车

控制欲太强的领导，团队的表现往往不佳。

linpei

由于手头仅有的2A3都已经衰老，所以根据实测的输出电压交流有效值3.75Vrms重新计算了信噪比是20log(3750/0.12)=90db，20log(3750/0.15)=88db。

对YAMAHA PC1002晶体管专业功放的验证：100W、8欧对应的输出信号电压是28Vrms，噪声电压1.15mVrms和1.49mVrms，20log(28000/1.15)=88db，20log(28000/1.49)=85db。信噪比之所以没有达到YAMAHA PC1002维修服务手册给出的技术性能指标，唯一的可能是“排除干扰后”即把表放到1.3米外，用FLUKE 79测出的底噪仍然比实际底噪偏高。由此可见，用没有交流豪伏级测量功能的数字万用表，要想准确测量再低一个数量级的交流微伏级信号，是不可能的。不想再去买专业交流毫伏表了，自己玩玩，自己满意就OK了，又不是专业搞制作赚钱的，要测量准确的数值给顾客看。

对第一次发的图上数据进行了完善，增加了一些实测数值，同时标注了一些关键元器件的类型。例如所有稳压电路的整流元件都采用肖特基二极管，其中高压采用碳化硅的。采用肖特基二极管的目的是为了利用其在从导通到关断及关断到导通时没有延迟时间的特性，避免在LC和RC滤波波形中存在普通二极管（包括电子管）一般都会产生的尖峰干扰，这种100HZ尖峰很难被去除，会增加噪声。

实践证明，β跟随器下管即功放第一级放大管灯丝中点必须接地（系统地——0V及机壳），不能全浮空工作，于是取消了将下管的灯丝抬高39V的设计，新发的图上做了修改。即使第一级放大管灯丝没有抬高，也没有传说中的二极管效应，噪声不会有任何增加。可能美国RCA公司的结论只适用于上世纪40～50年代的电子管，而本机用的橙色字5842是安普雷斯上世纪60～70年代生产的。这样修改带来的最大好处是，现在功放接不处于工作状态的任何音源且无论其是否插上电源插头，音量开到最大都像没开机一样，耳朵紧贴喇叭也听不到一点噪声，原因是什么还没有琢磨出来。

老友记

老哥，我在做300B，也试过你这类似的高压稳压电源，这个电源，用示波器监测高压的纹波，在小音量时，高压确实非常稳定，几乎是一条直线，纹波不超过0.2mv，但是动态超过一定范围之后，示波器显示以原波形为基准，产生剧烈的抖动，恢复时间还较长，原以为受前端分压三极管设置电流的影响，加大了电流输出能力，但还是会出现输出电压抖动的问题。我用的是250瓦电源变压器，高压有0.4A的输出能力，不存在高压内阻过大问题。